CN212422723U - 一种无振荡器的胎压监测电路及监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无振荡器的胎压监测电路及监测系统，所述监测系统包括传感单元、微控制单元、低频接收机、信号放大器、频率综合器和高频发射机，低频接收机将接收到的预定频率的信号发送至信号放大器，信号放大器将预定频率的信号放大处理获得方波信号，信号放大器将所述方波信号发送至频率综合器，频率综合器基于所述方波信号得到参考时钟信号，所述频率综合器基于所述参考时钟信号产生高频载波，所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送至高频接收机。本实用新型所述胎压监测系统不需昂贵的晶体振荡器就可以满足使用需求，节省了胎压监测系统的生产制作成本，也简化了电路设计。

Description

一种无振荡器的胎压监测电路及监测系统

技术领域

本实用新型涉及胎压监测领域，尤其涉及一种无振荡器的胎压监测电路及监测系统。

背景技术

轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS)是采用无线传输技术，对汽车行驶过程中的轮胎压力等物理数据进行检测的装置，其利用高灵敏度微型无线传感装置，在行车或静止的状态下，采集汽车轮胎压力、温度等数据，并将数据传送到主机中，以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据，并在轮胎出现异常时，以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警。

现有的胎压监测模块通过低频接收机接收车辆中央单元的控制信号，测量传感器的数据，最后通过高频发射机将测量传感器数据发送给车辆中央单元。但是，高频通信需要频道精准对齐，所以需要高精度晶体振荡器作为频率综合器的参考时钟来产生一个高频载波，发射机将数据调制到载波频率上后经过天线发送出去，以实现通信频道精准对齐。可参见图1，为现有的胎压监测系统的电路系统框图，该胎压监测系统包括四个胎压测量模块，每个胎压测量模块内设置有传感器、微控制单元(MCU)和信号收发单元。使用该胎压监测系统进行监测时，整车的中央控制单元给该信号收发单元发送控制信号，该信号收发单元接收到该控制信号后将其通过晶体振荡器作为频率综合器的参考时钟来产生一个高频载波，发射机将数据调制到载波频率上后经过天线发送出去，以实现通信频道精准对齐。

然而，晶体振荡器是将石英晶体作为主要晶体材料的振荡器，其虽可以产生高度稳定的信号，但是材料成本高。一辆车有四个轮胎和一个备胎，至少需要四个胎压监测模块，所以也至少需要四个昂贵的高精度晶体振荡器，那么整车的成本也就随之提高了。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的问题，一方面，本实用新型提供一种无振荡器的胎压监测电路，采用的技术方案是：

一种无振荡器的胎压监测电路，其包括：一个或多个传感器，所述传感器包括压力传感器；与所述传感器耦接的微处理器；与所述微处理器耦接的低频接收机；与所述微处理器耦接的高频发射组件，其包括频率综合器和高频发射机；与所述微处理器耦接的信号放大器；其中，所述低频接收机接收车辆中央控制系统发出的预定频率的信号，所述信号放大器对所述低频接收机接收到的预定频率的信号进行放大以得到方波信号，基于所述方波信号得到所述频率综合器的参考时钟信号，所述频率综合器基于所述参考时钟信号产生高频载波，所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统。

在一个进一步的实施例中，其还包括倍频器，所述倍频器用于对所述信号放大器输出的方波信号进行倍频处理，并将倍频后的方波信号输出给所述频率综合器作为参考时钟信号；所述信号放大器将收到的信号放大至饱和以形成方波信号。

在一个进一步的实施例中，低频接收机接收所述车辆中央控制系统发出的控制信号，以唤醒所述微处理器，所述微处理器运行预先设定的程序，进而根据车辆中央控制系统的控制信号要求进行相应的操作，低频接收机在接收到所述车辆中央控制系统发出的控制信号后，立即或等待预定时间后接收所述预定频率的信号。

在一个进一步的实施例中，所述传感器还包括温度传感器、电压传感器和加速度传感器中的一个或多个。

另一方面，本实用新型还提供一种无振荡器的胎压监测系统，其包括：

多个胎压监测模块，其中每个监测模块包括上述所述的胎压监测电路；

车辆中央控制系统，其包括低频发射机和高频接收机，所述车辆中央控制系统的所述低频发射机对所述胎压监测电路的所述低频接收机发出预定频率的信号，所述胎压监测电路的所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统的高频接收机。

在一个进一步的实施例中，所述车辆中央控制系统将所述传感数据与所述车辆中央控制系统内预存的基准数值进行比较，若该传感数据大于所述基准数值，则所述车辆中央控制系统通过警示装置发出警示信号。

在一个进一步的实施例中，所述胎压监测模块装设在车辆轮胎的轮毂上，每个胎压监测模块与每个所述轮毂一一对应，所述胎压监测模块通过所述传感器对轮胎进行实时监测，所述传感器监测得到的传感数据通过所述微处理器传送至所述频率综合器，所述频率综合器产生高频载波，所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统。

与现有技术相比，本实用新型所述胎压监测系统不需昂贵的晶体振荡器进行信号调制就可以满足使用需求，大大节省了胎压监测系统的生产制作成本，也简化了电路设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是现有的胎压监测系统的电路系统框图；

图2是在一种实施例中本实用新型所述胎压监测系统的电路系统框图；

图3是在另一种实施例中本实用新型所述胎压监测系统的电路系统框图。

其中，100-胎压测量模块；110-微控制单元；120-低频接收机；130-频率综合器；140-晶体振荡器；150-高频发射机；160-整车中央控制单元；

200-胎压监测模块；210-传感单元；2101-压力传感器；2102-温度传感器；2103-电压传感器；2104-加速度传感器；211-微处理器；212-信号收发单元；2121-低频接收机；2122-信号放大器；2123-频率综合器；2124-高频发射机；213-倍频器；214-车辆中央控制系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图与实施例进一步说明本实用新型要旨。

实施例：

参见图1，为现有的胎压监测系统的电路系统框图，该胎压监测系统包括四个胎压测量模块100，每个胎压测量模块100内设置有传感器、微控制单元110(MCU)和信号收发单元，所述信号收发单元包括低频接收机120、频率综合器130、晶体振荡器140和高频发射机150。使用该胎压监测系统进行监测时，整车中央控制单元160给该低频接收机120发送控制信号，该信号收发单元接收到该控制信号后将其通过晶体振荡器140作为频率综合器130的参考时钟来产生一个高频载波，发射机将数据调制到载波频率上后经过天线发送出去，以实现通信频道精准对齐。在使用该胎压测量系统进行监测的过程中必须要经过晶体振荡器进行信号调制，每个测量模块均需有一个晶体振荡器，因此，现有的胎压监测系统成本过高。

针对上述问题，本实用新型提供了一种无振荡器的胎压监测系统，使用该胎压监测系统进行监测时，可先让车辆中央控制系统发送唤醒信号给胎压监测模块的低频接收机，胎压监测模块的低频接收机收到唤醒信号后唤醒MCU，MCU运行预先设定的程序，根据车辆中央控制系统的唤醒信号的要求进行相应的操作，其实所述的唤醒信号也是一种控制信号，其控制唤醒微控制中心MCU开始启动运行；车辆中央控制系统发送完唤醒信号之后，立即或者等待一定时间之后继续发送一个固定频率的正弦波信号(或者方波信号)；胎压监测模块的低频接收机收到这个固定频率的信号并将信号连接到信号放大器，信号放大器将收到的信号放大至饱和成方波，信号放大器出来的方波信号作为参考时钟连接到频率综合器的参考时钟输入端，控制信号在经过高频发射机传送给车辆中央控制系统，由于车辆中央控制单元发送的固定频率信号是已知的，频率在传输的过程中频率精度也不会发生变化，高频发射机和车辆中央单元高频接收机的频道是精准对齐的，所以本实用新型所述胎压监测模块可以不需要晶体振荡器。

一方面，本实用新型提供一种无振荡器的胎压监测电路，其包括：一个或多个传感器，所述传感器包括压力传感器2101；与所述传感器耦接的微处理器211；与所述微处理器211耦接的低频接收机2121；与所述微处理器211耦接的高频发射组件，其包括频率综合器2123和高频发射机2124；与所述微处理器211耦接的信号放大器2122；其中，所述低频接收机2121接收车辆中央控制系统214发出的预定频率的信号，所述信号放大器2122对所述低频接收机2121接收到的预定频率的信号进行放大以得到方波信号，基于所述方波信号得到所述频率综合器2123的参考时钟信号，所述频率综合器2123基于所述参考时钟信号产生高频载波，所述高频发射机2124将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统214。

在一种实施例中，所述胎压监测电路还包括倍频器213，其用于对所述信号放大器2122输出的方波信号进行倍频处理，并将倍频后的方波信号输出给所述频率综合器2123作为参考时钟信号，所述信号放大器2122将收到的信号放大至饱和以形成方波信号。

在一种实施例中，所述低频接收机2121接收所述车辆中央控制系统214发出的控制信号，以唤醒所述微处理器211，所述微处理器211运行预先设定的程序，进而根据车辆中央控制系统214的控制信号要求进行相应的操作，低频接收机2121在接收到所述车辆中央控制系统214发出的控制信号后，立即或等待预定时间后接收所述预定频率的信号。

在一种实施例中，所述传感器还包括温度传感器2102、电压传感器2103和加速度传感器2104中的一个或多个。

另一方面，继续参见图2，本实用新型还提供一种无振荡器的胎压监测系统，本实用新型所述胎压监测系统包括多个胎压监测模块200，其中每个监测模块包括上述所述的胎压监测电路；所述监测模块200包括传感单元210、微控制单元和信号收发单元212，所述传感单元210包括一个或多个传感器，所述微控制单元包括微处理器211，所述信号收发单元212包括低频接收机2121、信号放大器2122和高频发射组件，所述高频发射组件包括频率综合器2123和高频发射机2124；所述低频接收机2121将接收到的预定频率的信号发送至信号放大器2122，所述信号放大器2122将所述预定频率的信号放大处理获得方波信号，所述信号放大器2122将所述方波信号发送至频率综合器2123，所述频率综合器2123基于所述方波信号得到参考时钟信号，所述频率综合器2123基于所述参考时钟信号产生高频载波，所述高频发射机2124将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送至高频接收机。

在一种实施例中，本实用新型所述胎压监测系统还包括车辆中央控制系统214，其包括低频发射机和高频接收机，所述车辆中央控制系统214的所述低频发射机对所述监测模块200的所述低频接收机2121发出预定频率的信号，所述高频发射机2124将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统214的高频接收机，所述车辆中央控制系统214将所述传感数据与所述车辆中央控制系统214内预存的基准数值进行比较，若该传感数据大于所述基准数值，则所述车辆中央控制系统214通过警示装置发出警示信号。

在一种实施例中，所述胎压监测系统包括多个所述胎压监测模块200，所述监测模块200装设在车辆轮胎的轮毂上，每个所述监测模块200与每个所述轮毂一一对应，所述监测模块200通过所述传感器对轮胎进行实时监测，所述传感器监测得到的传感数据通过所述微处理器传送至所述频率综合器2123，所述频率综合器2123产生高频载波，所述高频发射机2124将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统214。

在一种实施例中，本实用新型所述胎压监测系统还包括倍频器213，所述倍频器213对所述信号放大器2122输出的方波信号进行倍频处理，并将倍频处理后的方波信号输出给所述频率综合器2123作为参考时钟信号；所述传感单元210包括压力传感器2101、温度传感器2102、电压传感器2103和加速度传感器2104中的一个或多个，所述监测模块200通过所述传感器监测轮胎的物理参数数值(可包括轮胎压力值、轮胎温度值、监测模块200电源电压值和轮胎轴向加速度值，主要与传感器的类型和数量有关)。

本实用新型所述微控制单元自所述低频接收机2121接收车辆中央控制系统214的控制信号，所述微控制单元接收所述控制信号后通过所述传感器获取传感数据，所述微控制单元将所述传感数据发送至所述频率综合器2123，所述频率综合器2123产生高频载波，所述高频发射机2124将所述传感数据调制到高频载波上，经由天线发射至所述车辆中央控制系统214。

在一种实施例中，本实用新型所述信号处理单元的数据检测中心包括压力传感器2101、温度传感器2102、电压传感器2103和加速度传感器2104，一个胎压监测模块200中可以有一个或者多个传感器，这些传感器可是不同类型的传感器，以监测不同的轮胎物理参数，多方面了解轮胎情况。

在一种实施例中，利用本实用新型所述监测系统进行监测时，车辆中央控制系统214向所述低频接收机2121发送一个唤醒信号(控制信号)，所述低频接收机2121将所述唤醒信号发送给所述微控制单元，所述微控制单元接收所述唤醒信号后启动运行，所述车辆中央控制系统214再次向所述低频接收机2121发送一个控制信号，所述微控制单元自所述低频接收机2121接收车辆中央控制系统214发送的控制信号，并根据该控制信号向所述传感器获取测量数据。其中，在一种情况下，所述车辆中央控制系统214发出所述唤醒信号后可即刻发出所述控制信号，在另一种情况下，可在所述车辆中央控制系统214内设定延迟时间，所述车辆中央控制系统214发出所述唤醒信号后可根据所述延迟时间推迟发出所述控制信号，两种方式均可正常监测，当然，延迟时间也不宜过长，以免影响信号更新。

在一种实施例中，继续参见图2，本实用新型所述控制信号可以是具有固定频率的波形信号，可以是固定频率的正弦波信号，也可以是方波信号；所述微控制单元接收所述控制信号后通过所述传感器获取测量数据，所述测量数据包括轮胎压力值、轮胎温度值、监测模块200电源电压值和轮胎轴向加速度值；所述微控制单元将自所述传感器获取的测量数据转换为波形信号，再将该波形信号发送至信号放大器2122，所述信号放大器2122将所述波形信号进行信号放大处理后发送至所述频率综合器2123。

在一种实施例中，参见图3，本实用新型所述信号收发中心还可以设置一个倍频器213，所述信号放大器2122将信号放大处理后得到的方波信号发送至所述倍频器213，所述倍频器213将所述方波信号进行倍频处理，该经倍频处理的方波信号发送至频率综合器2123作为参考时钟信号。在本实用新型所述的胎压监测系统中由于车辆中央控制单元发送的固定频率信号是已知的，频率在传输的过程中频率精度也不会发生变化，高频发射机2124和车辆中央单元高频接收机的频道是精准对齐的，所以可以胎压监测模块200可以不需要晶体振荡器。

再一方面，本实用新型还提供一种无振荡器的胎压监测系统的监测方法，其包括：

监测系统的监测模块200通过低频接收机2121接收自车辆中央控制系统214发出的控制信号，并通过信号放大器2122将所述控制信号进行放大处理，获得方波信号，再将所述方波信号作为参考时钟信号发送至频率综合器2123，所述频率综合器2123基于所述参考时钟信号发出高频载波，所述高频发射机2124将传感器监测得到的传感数据调制到所述高频载波上后经天线发送给车辆中央控制系统214。

在一种实施例中，所述低频接收机2121接收所述车辆中央控制系统214发出的控制信号，以唤醒所述监测系统的监测模块200的微处理器211，所述微处理器211运行预先设定的程序，进而根据车辆中央单元的控制信号要求进行相应的操作，所述车辆中央控制系统214发出以唤醒所述监测模块200的微处理器211的控制信号后，立即或等待预定时间后向所述低频接收机2121发出预定频率的信号。

本实用新型所述胎压监测系统的监测方法是由车辆中央控制系统214向监测系统的监测模块200发出控制信号，所述监测模块200的低频接收机2121接收所述控制信号，所述低频接收机2121将所述控制信号发送至监测模块200的微控制单元，所述微控制单元根据所述控制信号通过传感器获取测量数据，所述微控制单元将获取的测量数据发送至频率综合器2123。

本实用新型所述的一种无振荡器的胎压监测系统的监测方法可以在不使用晶体振荡器调频的情况下保证胎压监测模块200的高频发射机2124和车辆中央控制单元的高频接收机的频道是精准对齐的，监测方法被简化，监测成本降低。

本实用新型所述的一种无振荡器的胎压监测系统的监测电路与现有技术相比本实用新型所述胎压监测系统不需昂贵的晶体振荡器进行信号调制就可以满足使用需求，大大节省了胎压监测系统的生产制作成本，也简化了电路设计。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (7)

1.一种无振荡器的胎压监测电路，其特征在于，其包括：

一个或多个传感器，所述传感器包括压力传感器；

与所述传感器耦接的微处理器；

与所述微处理器耦接的低频接收机；

与所述微处理器耦接的高频发射组件，其包括频率综合器和高频发射机；

与所述微处理器耦接的信号放大器；

其中，所述低频接收机接收车辆中央控制系统发出的预定频率的信号，

所述信号放大器对所述低频接收机接收到的预定频率的信号进行放大以得到方波信号，基于所述方波信号得到所述频率综合器的参考时钟信号，

所述频率综合器基于所述参考时钟信号产生高频载波，所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统。

2.根据权利要求1所述的胎压监测电路，其特征在于，其还包括：

倍频器，用于对所述信号放大器输出的方波信号进行倍频处理，并将倍频后的方波信号输出给所述频率综合器作为参考时钟信号，

所述信号放大器将收到的信号放大至饱和以形成方波信号。

3.根据权利要求1所述的胎压监测电路，其特征在于，

低频接收机接收所述车辆中央控制系统发出的控制信号，以唤醒所述微处理器，所述微处理器运行预先设定的程序，进而根据车辆中央控制系统的控制信号要求进行相应的操作，

低频接收机在接收到所述车辆中央控制系统发出的控制信号后，立即或等待预定时间后接收所述预定频率的信号。

4.根据权利要求1所述的胎压监测电路，其特征在于，

所述传感器还包括温度传感器、电压传感器和加速度传感器中的一个或多个。

5.一种无振荡器的胎压监测系统，其特征在于，其包括：

多个胎压监测模块，其中每个监测模块包括如权利要求1-4任一所述的胎压监测电路；

车辆中央控制系统，其包括低频发射机和高频接收机，所述车辆中央控制系统的所述低频发射机对所述胎压监测电路的所述低频接收机发出预定频率的信号，所述胎压监测电路的所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统的高频接收机。

6.根据权利要求5所述的一种无振荡器的胎压监测系统，其特征在于，

所述车辆中央控制系统将所述传感数据与所述车辆中央控制系统内预存的基准数值进行比较，若该传感数据大于所述基准数值，则所述车辆中央控制系统通过警示装置发出警示信号。

7.根据权利要求6所述的一种无振荡器的胎压监测系统，其特征在于，

所述胎压监测模块装设在车辆轮胎的轮毂上，每个胎压监测模块与每个所述轮毂一一对应，所述胎压监测模块通过所述传感器对轮胎进行实时监测，所述传感器监测得到的传感数据通过所述微处理器传送至所述频率综合器，所述频率综合器产生高频载波，所述高频发射机将所述传感器测到的传感数据调制到所述高频载波上后经过天线发送给所述车辆中央控制系统。

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